Objectifs
WEAVE est un spectrographe multi-objet à très grand champ (2deg) pour le William Herschel Telescope, qui opérera en mode grand relevé entre 2023 et 2028 ou 2030. WEAVE est la pierre angulaire de l’accompagnement spectroscopique au sol de la mission Gaia dans l’hémisphère Nord, et a été classé P0 dans sa catégorie lors de la prospective INSU 2014. Le projet présente donc un intérêt très fort pour toute la communauté Gaia, et la France (CNRS/INSU) a rejoint officiellement le projet en 2015. Au moins 70% du temps d’observation sur le William Herschel Telescope sera réservé pour ce projet pendant 5 ans, c’est-à-dire au moins 8.5x106 heures fibres. Le projet offre les deux modes d’observation nécessaires à l’accompagnement spectroscopique à Gaia : un mode à basse résolution spectrale (R=5,000) et une couverture spectrale 370–1000 nm ; et un mode à haute résolution spectrale (R=20,000) dans deux domaines spectraux plus limités. Les relevés prévus pour WEAVE (en mode basse résolution) incluent aussi une composante importante de cosmologie et d’évolution des galaxies (suivi optique des relevés LOFAR notamment, et BAOs utilisant les absorbants sur la ligne de visée des quasars), une composante amas de galaxies, et une composante stellaire (relevé du plan galactique, notamment étoiles chaudes, jeunes, en formation, nébuleuses, …).
Le service de l'ANO4 "Grands relevés spectroscopiques avec WEAVE" fournit les services nécessaires à la préparation, la conduite, et l’analyse systématique des grands relevés qui seront conduits avec l’instrument WEAVE sur le William Herschel Telescope, pour les deux relevés dans lesquels la France a un rôle prépondérant :
Identité
● http://www.ing.iac.es/weave/
● Coordination: Vanessa Hill (OCA)
Données
http://was-portal-devel.tng.iac.es/
Implication de l’OCA
Management de l’ensemble des relevés d’Archéologie Galactique : quatre sous-relevés d’Archéologie Galactique ont été définis (GA-LRHighlat, le relevé du halo galactique ; GA-HR, le relevé à haute résolution spectrale de toutes les populations galactiques; GA-LRdisc, le relevé pour la dynamique du plan galactique ; GA-OC, un relevé d’amas stellaires), et sont co-ordonnés par l’OCA. Définition et conduite du relevé d’Archéologie Galactique à haute latitude galactique (GA-LRHighlat) : l’OCA a eu une responsabilité forte dans la construction et les opérations du grand relevé à haute latitude galactique (GA-LRHighlat) qui visera 2millions de cibles, sélectionnées pour maximiser le nombre d’étoiles du halo. L’optimisation de la fonction de sélection des cibles est particulièrement délicate (pour éviter des biais qui altèreraient l’interprétation des relevés tout en s’assurant une bonne représentation dans les catalogues finaux des populations d’intérêt majeur), et l’OCA a participé fortement, notamment en produisant des simulations (modèle de Besançon). L’OCA a également assuré la représentation du relevé LR-Highlat au WEAVE Survey Working Group (SWG), organe centrale des opérations des relevés, depuis sa création en 2016 et jusqu’à la fin 2020. La tâche du SWG est de construire un plan global du relevé (à partir des catalogues fournis par les différentes équipes scientifiques et jusqu’à la planification du relevé sur les 5 ans du projet, en passant par la stratégie de tuilage sur le ciel, l’allocation des fibres sur les objets, etc.). Développement du pipeline de mesure des abondances dans les spectres stellaires du relevé (spectres à basse et haute résolution). En effet, l’APS accomplira les premières étapes de l’analyse des spectres : classification étoile/galaxies/quasars, puis pour les spectres stellaire détermination des paramètres fondamentaux Température,gravité, métallicité etc. Or, les besoins pour l’Archéologie galactique concernent une vingtaine d’éléments chimiques issus des principales familles nucléosynthétiques, essentiels pour assurer le succès du projet. L’OCA s’engage à fournir ces abondances supplémentaires, ce qui implique le développement et les tests (2017-2022) d’un pipeline automatique capable de traiter ~700,000 à 800,000 spectres par an, ainsi que construire un système de contrôle de qualité (QC) associé, et la documentation nécessaire. A partir de l’automne 2021, la tâche de service comprendra également comprendre une responsabilité opérationnelle du pipeline (production des abondances dans le flux de données du relevé et QC).
Personnels OCA impliqués
Vanessa Hill, Georges Kordopatis, Mathias Schultheis, Alejandra Recio-Blanco, Patrick de Laverny, Alain Spang, Sebastien Flament
Besoins 2023
Le service est actuellement dans une phase charnière, avec la première lumière de l’instrument annoncée cette année, et un début des opérations scientifiques courant 2023. A l’OCA, deux besoins principaux ressortent à court terme :
- Développement et mise en œuvre opérationnelle du pipeline de mesure des éléments chimiques individuels dans les spectres stellaires, données à forte valeur ajoutée qui sont au cœur de l’exploitation scientifique conjointe WEAVE-Gaia. Cette activitée est également vitale pour la visibilité de la France dans le consortium et son positionnement dans l’exploitation des données.
- Reprise en main et pérennisation de la représentation de l’OCA au sein du SWG (pour le relevé GA-LRhighlat) dans la phase d'opération du relevé (2023-2028+), pour: (i) la préparation technique des observations : création des catalogues de cibles pour le relevé avant chaque semestre d’observation du relevé, tuilage sur le ciel, et allocations des fibres; cette tâche inclue la production et maintenance de la documentation associée; (ii) le monitoring des relevés et développement d’outils adaptés à ce monitoring ; (iii) le développement d’outils pour simuler de la fonction de sélection du relevé (qui seront distribué à la communauté pour aider à l’exploitation scientifique).
Perspectives à moyen terme
Le service est amené à opérer avec des contours stables pour toute la durée des relevés (i.e. jusque 2028 au moins, avec une extension possible pour 2 ans supplémentaires). Apres la fin des observations, il restera des besoins liés à l'analyse (ré-analyse) des données pendant encore au moins une année supplémentaire.